Канадский стартап Fortis3D запускает два новых материала для 3D-печати для целого ряда промышленных приложений. Вместе с запуском PA-GF20 и PK-GF20 компания Fortis3D предоставила подробный анализ характеристик материала каждой нити, чтобы инженеры могли понять сильные стороны и подходящие области применения.
Опираясь на опыт в области инженерии полимеров, команда ученых и инженеров Fortis3D создала армированные полиамидные (PA) или нейлоновые и поликетоновые (PK) нити для 3D-печати, которые прочнее других и имеют более низкое содержание стекловолокна.
«Мы обнаружили, что большинство представленных на рынке нитей, армированных волокном, позволяют производить относительно прочные и жесткие детали, но они далеко не так прочны, как традиционные армированные волокном смолы для литья под давлением. Мы также хотели сделать высокопрочные материалы доступными для большего числа пользователей, а не только для тех, у кого есть дорогие промышленные машины. Помня об обеих целях, мы разработали эти два материала, чтобы они были самыми прочными на рынке и позволяли даже пользователям с принтерами среднего класса изготавливать очень прочные детали», — сказал Уэйн Лам, бизнес-менеджер Fortis3D.
Рубленые армированные стекловолокном материалы Fortis3D PA-GF20 и PK-GF20 предназначены для 3D-печати высокопроизводительных функциональных компонентов. В дополнение к превосходной механической прочности оба материала обладают химической, высокой термостойкостью, ударопрочностью и износостойкостью, что делает их долговечными в суровых условиях. Материалы находят применение в самых разных областях: от деталей промышленного назначения до зажимных приспособлений.
В большинстве других армированных стекловолокном нитей в промышленности используется очень короткое (100-300 мкм) измельченное стекловолокно, включенное в различные смолы. Они могут быть хрупкими, несмотря на хорошую прочность и пригодность для печати. Рубленое стекловолокно длиннее (3 мм) и обеспечивает очень высокую прочность, сохраняя при этом большую жесткость основного пластикового материала, но его сложнее интегрировать. Оба типа волокон обычно больше разрушаются в процессе смешивания, что приводит к получению более коротких волокон в конечном продукте; следовательно, при обработке необходимо соблюдать меры предосторожности, чтобы свести к минимуму поломку волокна.
Команда разработчиков Fortis3D оптимизировала параметры загрузки и обработки волокна, чтобы создать одну из «самых прочных» армированных волокном полиамидных нитей в отрасли с более низкой загрузкой стекловолокна. Сниженное содержание стекловолокна повышает пригодность к печати, износ сопла и качество поверхности. Для достижения высокого предела прочности на разрыв 78 МПа даже после кондиционирования был дополнительно использован химический связующий агент для усиления адгезии между стеклянными волокнами и полимерной матрицей.
По сравнению с литьем под давлением это обеспечивает сохранение прочности на растяжение более чем на 90% и является более прочным, чем нейлоновые материалы других ведущих брендов, армированные стекловолокном и углеродным волокном. По сравнению с обычным филаментом PA6GF поглощение влаги снижается на 30% при использовании нейлонового сополимера, аналогичного SnapPrint PA от Fortis3D. Натяжение сведено к минимуму, даже если нить не используется в условиях окружающей среды, в отличие от нити PA6GF.
Поликетон (PK) представляет собой терполимер пропилена, этилена и окиси углерода с характеристиками, подобными PA12, но с пониженным влагопоглощением, более высокой химической и ударной стойкостью, а также сниженным трением и износом. Он также сохраняет механическую прочность после поглощения влаги, в отличие от нейлона. С точки зрения окружающей среды, при производстве поликетонов выделяется на 60% меньше CO2, чем при производстве нейлона. Для повышения прочности и жесткости были добавлены рубленые стекловолокна, в результате чего получился материал, сравнимый с другими углеродными или армированными стекловолокном нейлонами в промышленности, без опасности чрезмерного поглощения влаги. Влагопоглощение примерно на 70% ниже по сравнению с обычным волокном PA6GF, что означает, что натяжение ограничено, а прочность детали не изменилась после недели условий окружающей среды.
Текущий ассортимент нитей Fortis3D включает SnapPrint PA, Lignum PLA, BioDuro Metallic PLA и другие. Fortis3D заявляет, что ее нити изготовлены из высококачественных материалов, и каждая катушка проходит строгий контроль качества перед отправкой. Согласно Fortis3D, производственное предприятие фирмы сертифицировано GMP и зарегистрировано в соответствии со стандартом ISO 9001:2015, что обеспечивает «ведущую в отрасли» степень согласованности диаметра, овальности и цвета от партии к партии.